平行双线地电场仿真文档格式.docx

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图1

2.2Maxwell软件环境：

AnsoftMaxwell是低频电磁场有限元仿真软件，在工程电磁领域有普遍的应用。

它基于麦克斯韦微分方程，采用有限元离散形式，将工程中的电磁场计算转变成庞大的矩阵求解，利用领域遍及电器、机械、石油化工、汽车、冶金、水利水电、航空航天、船舶、电子、核工业、兵器等众多行业，为各领域的科学研究和工程应用作出了庞大的奉献.

3电磁模型的成立

3.1建模

Project>

InsertMaxwell2DDesign

File>

Saveas>

liuhui（工程命名为“liuhui”）

图2

选择求解器类型：

Maxwell>

SolutionType>

Electric>

Electrostatic

图3

创建左导线

Draw>

Circle

左导线起点：

（X,Y,Z）=（0,0,0）

坐标偏置：

（dX,dY,dY）=（20,20,0）

图4

AssignMaterial>

铁（iron）

图5

创建右导线

Draw>

Circle

右导线起点：

（X,Y）=（400,0,0）

（dX,dY,dZ）=（20,20,0）

图6

图7

创建场域中介质

Rectangle

场域起点：

（X,Y,Z）=（400,100,0）

（dX,dY,dZ）=（-400,-100,0）

图8

空气（air）（

图9

3.2.设置鼓励

选中左导线

Maxwell2D>

Excitations>

Assign>

Voltage>

5000V

图10

选中右导线

Maxwell2D>

0V

图11

4电磁模型计算及仿真结果后处置分析

4.1电磁模型计算

设导线表面单位长度带电+λ，-λ两线间任意点P的场强：

E=

U=

单位长度电容：

=4.1838pF

4.2软件仿真

4.2.1参数设置

设置计算参数：

Maxwell2D>

Parameters>

Matrix>

Voltage1,

Voltage2

图12

设置自适应计算参数：

AnalysisSetup>

AddSolutionSetup

最大迭代次数：

Maximumnumberofpasses>

10

误差要求：

PercentError>

1%

每次迭代加密剖分单元比例：

RefinementperPass>

30%

图13

图14

4.2.2检查并运行

AnalyzeAll，后运算机就开始进行计算

图15

4.3软件仿真结果

4.3.1Voltage,E,D及Energy的散布

检查完毕后，Maxwell2D>

Fields>

Fields,别离选择Voltage,E,D,还

有Other>

Energy.

图16

4.3.1双导线中心连线的电场散布

绘制双导线中心连线，Draw>

Line,以左侧导线的中心为起点，右边导线中心为中点绘制中心连线。

图17

Results>

CreateFieldsReport>

Rectangular

Plot,Geometry>

Polyine1,再别离选择Voltage,E,D,Energy。

图18

由上面电压转变曲线图可知：

从左侧导线中心到28mm时候，电压维持在5000V，没有发生改变；

从372mm处到400mm之间，电压维持在0V不变;

而在28mm到372mm之间，电压随距离的转变呈线性递减。

图19

图20

图21

图19，图20，图21别离为场强，电位移密度，能量转变图。

有以上图能够明显的看出：

在从左侧导线中心到28mm之间，以上三值均为0；

从372mm处到400mm之间，以上三值也均为0；

而从28mm到372mm之间，三条曲线均维持同一个转变规律：

先递减，中间有一段平衡距离，随后递增。

4.3.3计算单位长电容

Calcalator,Input>

Quantity>

Energy,Geoemtry>

AllOblects,Scalar的积分号，Output>

Eval.

图22

由图可知，能量为0.00008174J，再由公式C=2W/V*V计算出电容值C=3.2pF.

5设计总结和体会

通过这次课程设计，使我对电磁场电磁波这门课又从头的熟悉，其并非仅仅是书本上的死知识，而是与生活紧密相连，就比如一个简单地平行直导线，电压，电位移散布并非仅仅是看上去那么简单。

通过这次课程设计后，使我知道：

理论与实际相结合的重要性，只有如此，才能使得咱们更好的掌握和运用所学的知识，从而提高学习兴趣。

6参考文献：

[1]苏东林，陈爱新，谢树果.电磁场与电磁波.北京：

高等教育出版社，2009

[2]谢处方，饶克谨.电磁场与电磁波[M].4版.北京：

高等教育出版社，2006

6参考文献……………………………………………………………………,.14

课程设计任务书

学院

信息科学与工程

专业

电子信息工程

学生姓名

刘辉

班级学号

1103030215

课程

设计

题目

电磁场与电磁波仿真设计-----平行双线的电场仿真

一导线电势为5000V，另一支导线电势为0。

实践教学要求与任务:

1）利用电磁场仿真软件maxwell完成典型电磁产品仿真设计；

2）完成几何建模、材料选择、边界条件设置、加载激励及场的求解等

3）在maxwell环境下进行仿真设计，并给出最后的场图及对应的参数。

工作计划与进度安排:

第1天：

1.布置课程设计题目及任务。

2.查找文献、资料，确立设计方案。

第2-3天：

1.安装maxwell软件，熟悉maxwell软件仿真环境。

2.在maxwell环境下建立几何模型，学会材料选择、边界条件设置及加载激励。

第4天：

1.在maxwell环境下完成典型电磁产品仿真设计，并给出最后的场图及对应的参数。

第5天：

1.课程设计结果验收。

2.针对课程设计题目进行答辩。

3.完成课程设计报告。

成绩评定表

1103030215

课程设计题目

电磁场与电磁波课程设计

评

语

组长签字：

成绩

日期

20年月日